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砌体结构设计PPT课件

目录

contents

砌体结构概述

砌体材料性能及选用

砌体结构基本设计原则

墙柱高厚比和稳定性验算方法

局部受压承载力计算与加固措施

墙体开裂原因及预防措施

抗震设计与构造要求

实例分析与讨论

01

砌体结构概述

砌体结构是由块材和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。包括砖结构、石结构和砌块结构。

定义

砌体结构具有良好的耐火性、耐久性及较好的化学稳定性和大气稳定性，有较好的保温隔热性能。但砌体结构的强度较低，尤其是抗拉、抗剪强度，且自重大，砌筑工作繁重，墙面平整度差。

特点

历史

砌体结构在我国有着悠久的历史，古代建筑如长城、故宫等均采用了砌体结构。

发展

随着现代材料和技术的发展，砌体结构在材料、设计和施工等方面都有了很大的进步。新型砌块、高强度砂浆等的应用，使得砌体结构的性能得到了很大的提升。

应用范围：砌体结构广泛应用于住宅、办公楼、学校、医院等民用建筑中。同时，在工业建筑和农业建筑中，如厂房、仓库、温室等，也常采用砌体结构。此外，砌体结构还可用于挡土墙、护坡等构筑物中。

02

砌体材料性能及选用

具有良好的保温、隔热、隔音性能，较高的抗压强度，但抗剪、抗拉强度较低。按生产工艺可分为烧结砖和非烧结砖，按孔洞率可分为实心砖和空心砖。

砖

天然石材具有较高的抗压强度和耐久性，但重量大、开采和加工成本高。人造石材则具有重量轻、强度高、易加工等优点。

石

砌块是一种大型墙体材料，具有重量轻、强度高、保温隔热性能好等优点。常用的砌块有混凝土砌块、轻骨料混凝土砌块等。

砌块

砂浆在砌体结构中主要起粘结、传递应力和填充作用。其性能包括流动性、保水性、粘结力、抗压强度等。

根据砌体材料的种类、强度等级和使用环境等因素，选择适当的砂浆种类和强度等级。同时，应注意砂浆与砌体材料的相容性和施工性能。

选用原则

砂浆性能

材料强度等级

砌体材料的强度等级是指其抗压强度大小的分级。不同种类的砌体材料具有不同的强度等级，应根据设计要求和使用环境选择适当的强度等级。

规格尺寸

砌体材料的规格尺寸应符合相关标准和设计要求。在选择砌体材料时，应注意其尺寸偏差、外观质量等因素，以确保施工质量和结构安全。

03

砌体结构基本设计原则

指结构或构件在特定条件下，达到不能继续承载或正常使用的临界状态。

极限状态定义

极限状态分类

设计方法

包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。

基于概率理论，采用分项系数设计表达式进行设计。

03

02

01

根据结构可能同时出现的荷载，按照最不利情况进行组合。

荷载效应组合

考虑材料强度的标准值和设计值，以及不同材料的强度调整系数。

材料强度取值

采用力学方法进行结构分析和计算，确定结构或构件的承载能力。

计算方法

裂缝宽度验算

根据结构类型和荷载情况，确定裂缝宽度的限值，并进行验算。

变形验算

考虑结构在荷载作用下的变形，确定变形限值并进行验算。

振动验算

对于受动力荷载作用的结构，需进行振动验算，确保结构的稳定性和舒适度。

04

墙柱高厚比和稳定性验算方法

墙柱高厚比定义

指墙、柱的计算高度H0与其厚度h的比值，即β=H0/h。它是影响砌体结构稳定性的重要因素。

影响因素

包括砌体的材料性能（如砖、砂浆的强度等级）、墙柱的截面形状和尺寸、施工质量以及使用条件等。这些因素都会影响墙柱的承载能力和稳定性。

根据力学原理，对砌体结构进行受力分析，判断其在各种荷载作用下的稳定性。通常需要考虑轴心受压、偏心受压以及弯曲等多种受力状态。

稳定性验算基本原理

包括静力法、动力法以及有限元法等。其中，静力法是最常用的方法，它通过建立砌体结构的力学模型，计算其在各种荷载作用下的内力和变形，从而判断其稳定性。动力法主要用于考虑地震等动力荷载对砌体结构稳定性的影响。有限元法是一种数值分析方法，可以对复杂砌体结构进行精确分析。

验算方法

在墙体的适当位置设置圈梁和构造柱，可以增强墙体的整体性和稳定性，提高其承载能力和抗震性能。

设置圈梁和构造柱

对于多层砌体结构，应加强各层墙体之间的连接，确保荷载能够有效传递，避免出现局部破坏。

加强墙体连接

在砌体结构设计中，应合理布置墙体，避免出现过长的墙体或墙体缺失的情况，以保证结构的整体稳定性。

合理布置墙体

加强施工过程中的质量控制，确保砖、砂浆等材料的强度等级符合设计要求，墙体砌筑质量良好，避免出现裂缝等缺陷。

提高施工质量

05

局部受压承载力计算与加固措施

由于砌体结构中存在局部荷载或应力集中现象，导致局部区域受到较大的压力作用。

产生原因

局部受压可能导致砌体结构出现裂缝、变形甚至破坏，影响结构的整体稳定性和安全性。

危害

03

有限元法

利用有限元软件对砌体结构进行建模和分析，模拟局部受压过程并计算承载力。

01

弹性地基梁法

将局部受压